JPS6013965B2 - 硼素構造材の製造方法 - Google Patents
硼素構造材の製造方法Info
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- JPS6013965B2 JPS6013965B2 JP5736881A JP5736881A JPS6013965B2 JP S6013965 B2 JPS6013965 B2 JP S6013965B2 JP 5736881 A JP5736881 A JP 5736881A JP 5736881 A JP5736881 A JP 5736881A JP S6013965 B2 JPS6013965 B2 JP S6013965B2
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- Japan
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- shelf
- structural material
- substrate
- boron
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は棚素構造材の製造方法に関するものであり、特
に棚素構造材を構成する棚素の膿質や機械的性質を向上
させるとともに、棚黍機造材のコストダウンを計ること
を目的とするものである。
に棚素構造材を構成する棚素の膿質や機械的性質を向上
させるとともに、棚黍機造材のコストダウンを計ること
を目的とするものである。
棚素はダイヤモンドに次ぐ硬度を持ち、かつ、その耐摩
耗性も非常に大きいものであるために切削工具や摺動機
核部品、軸受けなどに有用な材料である。また、比弾性
率（弾性率／密度）が現在知られている物質中では、最
大であるという優れた特徴をもっている。この性質は音
波の伝播速度が既存の物質中で最大であることを意味し
、音翼材料として特に有用である。棚素応用製品を、鋳
造や圧延といった方法によつて、繊密な塊の状態で得る
ことは困難なことである。
耗性も非常に大きいものであるために切削工具や摺動機
核部品、軸受けなどに有用な材料である。また、比弾性
率（弾性率／密度）が現在知られている物質中では、最
大であるという優れた特徴をもっている。この性質は音
波の伝播速度が既存の物質中で最大であることを意味し
、音翼材料として特に有用である。棚素応用製品を、鋳
造や圧延といった方法によつて、繊密な塊の状態で得る
ことは困難なことである。
このため、種々の棚素応用製品の製作にあたっては、ほ
とんどの場合、棚素以外の材料からなる基体上に、蒸着
法やスパッタリング法、イＣ学蒸着法（ＣＶＤ法）など
によって、棚素被膜を形成した複合体として用いられる
。このような従来の方法は、棚素の硬さやその優れた耐
摩耗性を利用する製品に応用する場合には、大きな支障
を生じることがない。
とんどの場合、棚素以外の材料からなる基体上に、蒸着
法やスパッタリング法、イＣ学蒸着法（ＣＶＤ法）など
によって、棚素被膜を形成した複合体として用いられる
。このような従来の方法は、棚素の硬さやその優れた耐
摩耗性を利用する製品に応用する場合には、大きな支障
を生じることがない。
ところが、比弾性率の大きさを利用しようとする、スピ
ーカーの振動板や、カートリッジのカンチレバー等の音
響材料あるいは、ビデオディスクのカンチレバ一等では
、きわめて重大な支障となる、すなわち複合体の密度や
弾性率は基体の性質に大きく左右され、棚素本来の性質
がそれによって大きく減殺されるからである。また従来
、Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ等の線に棚素をＣＶＤ法により
付着させ、その後、これらの芯線を溶解除去して棚素単
体を得ることが可能となっているが、振動板や、ビデオ
ディスクのカンチレバー等の大きな形状のものをこれら
の芯線や基体で作成する場合は、コストが高くなるとと
もに、芯線や基体を溶解除去するのに時間がかかりすぎ
るという欠点がある。一方コスト的に安価で溶解除去が
容易な、Ｎｉを芯材や基体に使用して棚素をＣＶＤ法で
付着させ、その後芯内オや基体を溶解除去して棚素機造
材を得る試みが行なわれているが、１跳ｏｑｏ付近でＮ
ｉと棚素が共晶点を持つこと、およびＮｉの熱膨張係数
が棚素と大きく違うことなどにより、機械的強度のある
棚素を歩綴り良く作成することが困難であった。
ーカーの振動板や、カートリッジのカンチレバー等の音
響材料あるいは、ビデオディスクのカンチレバ一等では
、きわめて重大な支障となる、すなわち複合体の密度や
弾性率は基体の性質に大きく左右され、棚素本来の性質
がそれによって大きく減殺されるからである。また従来
、Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｗ等の線に棚素をＣＶＤ法により
付着させ、その後、これらの芯線を溶解除去して棚素単
体を得ることが可能となっているが、振動板や、ビデオ
ディスクのカンチレバー等の大きな形状のものをこれら
の芯線や基体で作成する場合は、コストが高くなるとと
もに、芯線や基体を溶解除去するのに時間がかかりすぎ
るという欠点がある。一方コスト的に安価で溶解除去が
容易な、Ｎｉを芯材や基体に使用して棚素をＣＶＤ法で
付着させ、その後芯内オや基体を溶解除去して棚素機造
材を得る試みが行なわれているが、１跳ｏｑｏ付近でＮ
ｉと棚素が共晶点を持つこと、およびＮｉの熱膨張係数
が棚素と大きく違うことなどにより、機械的強度のある
棚素を歩綴り良く作成することが困難であった。
本発明は、Ｎｉ上にＴａ，Ｍｏ，Ｎｂ、もしくはＷを被
覆し、次いでこの上にＣｒを被覆した基体を利用するこ
とにより、機械的にすぐれた棚素構造材を歩留り良く得
ようとするものである。
覆し、次いでこの上にＣｒを被覆した基体を利用するこ
とにより、機械的にすぐれた棚素構造材を歩留り良く得
ようとするものである。
以下本発明を具体的に説明する。
Ｎｉ上にＴａ，Ｍｏ，ＮｂもしくはＷを被覆し、その上
にさらにＣｒを被覆した基体上に、棚素を化学蒸着法（
ＣＶＤ法）により形成する方法は、例えば反応器内にお
かれた基体を、赤外線加熱、高周波加熱、通電等により
加熱し、次式に示すごとき還元分解反応により棚素を析
出させる。
にさらにＣｒを被覆した基体上に、棚素を化学蒸着法（
ＣＶＤ法）により形成する方法は、例えば反応器内にお
かれた基体を、赤外線加熱、高周波加熱、通電等により
加熱し、次式に示すごとき還元分解反応により棚素を析
出させる。
がＸ３十班２一脚柵
（ただし、ＸはＣＩ，Ｂｒ，１等のハロゲン元素）ＣＶ
Ｄ法に使用する原料ガスとしては、ＢＸ３の他に、棚素
の水素化物等もある。
Ｄ法に使用する原料ガスとしては、ＢＸ３の他に、棚素
の水素化物等もある。
また、この棚素析出反応においては、加熱温度、ガス圧
、反応器への原料ガスの流入量等により種々の結晶形が
得られる。
、反応器への原料ガスの流入量等により種々の結晶形が
得られる。
またＮｉ基体上にＴａ，Ｍｏ，ＮｂもしくはＷを被覆す
る方法は、これらが高葛舷点物質であるため主にスパッ
タリングで行なう。Ｃｒについては、真空蒸着やメッキ
も可能である。Ｎｉ上にＴａ，Ｍｏ，Ｎｂ、もしくはＷ
を５〜３０山ｍの厚みにスパツタし、次いでＣｒを０．
１〜２．０ムｍの厚みに付着させる理由は、上記の化学
反応が９００℃以上でおこるため、たとえばＮｉのみを
芯材として１２００ｏＣで棚素を付着させようとすると
、Ｎｉと棚素が化学反応を超し液相状態になってしまい
芯材が変形してしまうからである（Ｎｉと棚素の合金系
で液相となる共晶点は、約１雌０℃である。
る方法は、これらが高葛舷点物質であるため主にスパッ
タリングで行なう。Ｃｒについては、真空蒸着やメッキ
も可能である。Ｎｉ上にＴａ，Ｍｏ，Ｎｂ、もしくはＷ
を５〜３０山ｍの厚みにスパツタし、次いでＣｒを０．
１〜２．０ムｍの厚みに付着させる理由は、上記の化学
反応が９００℃以上でおこるため、たとえばＮｉのみを
芯材として１２００ｏＣで棚素を付着させようとすると
、Ｎｉと棚素が化学反応を超し液相状態になってしまい
芯材が変形してしまうからである（Ｎｉと棚素の合金系
で液相となる共晶点は、約１雌０℃である。
）。たとえＣＶＤの温度が１２０ぴ○以下であってもＮ
ｉと棚素の反応が激しく棚素穣造材の歩蟹りが悪くなっ
てしまうからである。ここでＴａ，Ｍｏ，Ｎｂ、もしく
はＷの被覆厚さを５〜３０Ａｍに限定したのは、これら
の被覆が５０りｍ以下であれば、棚素の拡散がこれらの
被覆層を通りぬけてしまいＭと反応しその効果が少なく
なる。
ｉと棚素の反応が激しく棚素穣造材の歩蟹りが悪くなっ
てしまうからである。ここでＴａ，Ｍｏ，Ｎｂ、もしく
はＷの被覆厚さを５〜３０Ａｍに限定したのは、これら
の被覆が５０りｍ以下であれば、棚素の拡散がこれらの
被覆層を通りぬけてしまいＭと反応しその効果が少なく
なる。
また、３０ｒｍ以上であれば、Ｎｉ基体とのはく隣がお
こりやすくなり好ましくない。またＴａ，Ｍｏ，Ｎｂ、
もしくはＷ上にＣｒをスパッタするのは基体を溶解除去
する過程でおこるひずみを除くことができるからである
。ここでＣｒの被覆厚を０．１〜２．０れｍに限定した
のは、０．１ｒｍ以下であるとひずみを除く効果がなく
、２．０仏ｍ以上であれば、基体とのは〈滋がおこりや
すいためである。次にＮｉ上にＴａ，Ｍｏ，Ｎｂ、もし
くはＷを被覆した後Ｃｒを被覆した、基体を溶解除去す
る方法は、主にＣＩ３，ＨＣ】，ＨＦ，Ｂｒ−メタノー
ル等の酸で行なう。このようにして、基体を除去して棚
素単体の構造材を作成する。以下本発明の具体的な実施
例を説明する。〔実施例）直径２．０脇、長さ１００弧
のＮｉ線を準備した。
こりやすくなり好ましくない。またＴａ，Ｍｏ，Ｎｂ、
もしくはＷ上にＣｒをスパッタするのは基体を溶解除去
する過程でおこるひずみを除くことができるからである
。ここでＣｒの被覆厚を０．１〜２．０れｍに限定した
のは、０．１ｒｍ以下であるとひずみを除く効果がなく
、２．０仏ｍ以上であれば、基体とのは〈滋がおこりや
すいためである。次にＮｉ上にＴａ，Ｍｏ，Ｎｂ、もし
くはＷを被覆した後Ｃｒを被覆した、基体を溶解除去す
る方法は、主にＣＩ３，ＨＣ】，ＨＦ，Ｂｒ−メタノー
ル等の酸で行なう。このようにして、基体を除去して棚
素単体の構造材を作成する。以下本発明の具体的な実施
例を説明する。〔実施例）直径２．０脇、長さ１００弧
のＮｉ線を準備した。
脱脂、洗浄ののち、スパッタリング法で約５ミクロンの
厚みにＴａを被覆した。次に、この上にＣｒを同じくス
パッタリングで０．１ミクロン被覆した。次にこの被覆
されたＮｉ線を通電により１０００ｏＣに加熱し、三塩
化棚素ＢＣ１３１容量部と水素日２浮容量部を毎分２そ
の割合で３分間流した。（この時約５０ミクロンの厚さ
に棚素が付着した。）このようにして作った試料を４弧
の長さ１こ切断して、市販のメタノール２００舷に臭素
５０皮を溶解させた液に浸潰させ、Ｎｉおよび被覆した
Ｔａ，Ｃｒを溶解させた。（この時棚素は、溶解しなか
った。）また溶解に要した時間は２ｑ時間であった。次
にこのパイプの抗折強度を測定した。測定は、梁の長さ
を３．５のとし、両端支持梁の形で、荷重Ｗを加えて、
パイプが破壊した時の荷重より求めた。結果、切断した
サンプル２０本中１＆本が良品でその平均強度は１．６
５ｋ９ｒであった。またエッチングによる歩盛りは９０
％であった。これらの結果を第１表に試料舷．１に示す
。以下種々の異なる条件で同様に、棚素礎造材を得た。
厚みにＴａを被覆した。次に、この上にＣｒを同じくス
パッタリングで０．１ミクロン被覆した。次にこの被覆
されたＮｉ線を通電により１０００ｏＣに加熱し、三塩
化棚素ＢＣ１３１容量部と水素日２浮容量部を毎分２そ
の割合で３分間流した。（この時約５０ミクロンの厚さ
に棚素が付着した。）このようにして作った試料を４弧
の長さ１こ切断して、市販のメタノール２００舷に臭素
５０皮を溶解させた液に浸潰させ、Ｎｉおよび被覆した
Ｔａ，Ｃｒを溶解させた。（この時棚素は、溶解しなか
った。）また溶解に要した時間は２ｑ時間であった。次
にこのパイプの抗折強度を測定した。測定は、梁の長さ
を３．５のとし、両端支持梁の形で、荷重Ｗを加えて、
パイプが破壊した時の荷重より求めた。結果、切断した
サンプル２０本中１＆本が良品でその平均強度は１．６
５ｋ９ｒであった。またエッチングによる歩盛りは９０
％であった。これらの結果を第１表に試料舷．１に示す
。以下種々の異なる条件で同様に、棚素礎造材を得た。
その結果を第一表に示す。ただし試料番号１４〜１９は
比較例である。またすべての試料は、内径と外径がそれ
ぞれ２．０肋，２．１肋と一定になるように（肉厚が５
０ｒｍで一定）ＣＶＤの時間をコントロールした。以上
第一表の実施例〔試料番号１〜１３〕と比較例〔飲料番
号１４〜１９〕からわかるように、Ｎｉ上に、Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｎｂ、あるいはＷをスパツタし、次にＣｒを付着さ
せた基体を使用することにより、Ｎｉ基体を用いても高
強度の棚素礎造材が歩留り良くしかも安価に作成できそ
の産業上の価値は、大きいものである。
比較例である。またすべての試料は、内径と外径がそれ
ぞれ２．０肋，２．１肋と一定になるように（肉厚が５
０ｒｍで一定）ＣＶＤの時間をコントロールした。以上
第一表の実施例〔試料番号１〜１３〕と比較例〔飲料番
号１４〜１９〕からわかるように、Ｎｉ上に、Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｎｂ、あるいはＷをスパツタし、次にＣｒを付着さ
せた基体を使用することにより、Ｎｉ基体を用いても高
強度の棚素礎造材が歩留り良くしかも安価に作成できそ
の産業上の価値は、大きいものである。
第一表
夫ただし、豚．１４〜１９は、比較例
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ニツケル（Ｎｉ）上にタンタル（Ｔａ）、モリブデ
ン（Ｍｏ）、ニオビウム（Ｎｂ）あるいはタングステン
（Ｗ）を被覆し、次いでこの上にクロム（Ｃｒ）を被覆
した基体上に化学蒸着法（ＣＶＤ法）にて、硼素を蒸着
し、その後この基体を溶解除去することを特徴とする硼
素構造材の製造方法。 ２ Ｔａ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｗの被覆膜厚が５．０〜３０μ
ｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
硼素構造材の製造方法。 ３ Ｃｒの被覆膜厚が０．１〜２．０μｍであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の硼素構造材の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5736881A JPS6013965B2 (ja) | 1981-04-15 | 1981-04-15 | 硼素構造材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5736881A JPS6013965B2 (ja) | 1981-04-15 | 1981-04-15 | 硼素構造材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57170819A JPS57170819A (en) | 1982-10-21 |
| JPS6013965B2 true JPS6013965B2 (ja) | 1985-04-10 |
Family
ID=13053639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5736881A Expired JPS6013965B2 (ja) | 1981-04-15 | 1981-04-15 | 硼素構造材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013965B2 (ja) |
-
1981
- 1981-04-15 JP JP5736881A patent/JPS6013965B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57170819A (en) | 1982-10-21 |
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